JP2920306B2 - 遠隔情報伝達装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、偏光を用いて各種の情報伝達を可能とする
遠隔情報伝達装置に関する。

（従来の技術） 近年、自動車や搬送車等の移動体を無人で走行させる
ための技術が種々研究されており、例えば無人移動体の
制御系にコース情報を与えることによって外部からの誘
導を必要としないで独力で走行することができる方式も
提案されている。斯かる方式を採用する移動体において
は、移動体自身が常に自己の位置を認識していなければ
ならず、そのために移動体が移動すべき経路に設けられ
たコーナーキューブの如き光反射手段と、移動体に設け
られた授受光器によって移動体の位置を認識するための
位置検出装置が提案されている（例えば、特開昭59-674
76号、同61-217787号公報参照）。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の位置認識装置にあっては、正規
の光反射手段以外の反射体で反射する光を受光したりす
ることもあり、これを誤って正規の光反射体であると認
識してしまうことにより移動体の位置を正確に認識する
ことができないという問題がある。

又、従来の位置認識装置では、光反射手段から移動体
に対して位置以外の情報を与えることができないため、
移動、体の走行状態を制御することが不可能であった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的
とする処は、偏光を用いて各種の情報を正確に伝達する
ことができる遠隔情報伝達装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 指向性の高い光を走査しながら発射する投光手段と、 該投光手段からの入射光をこれの入射方向と同方向に
反射し、その反射を偏光することによって特定の情報を
持たせることができる反射手段と、 偏光された反射光を少なくとも２つの偏光方向に分離
して受光する受光手段と、 該受光手段によって受光される反射光の偏光方向成分
の強さに比例する電圧のアナログ値をデジタル化するA/
D変換器と、該A/D変換器によってデジタル化された電圧
の各偏光方向成分の最大値をホールドするピークホール
ド器と、該ピークホールド器によってホールドされた電
圧の各偏光方向成分の最大値の比を演算してこれを複数
の設定値と比較する比較演算手段を有し、該比較演算手
段による比較結果に基づいて情報を認識する信号処理手
段と、 を含んで遠隔情報伝達装置を構成したことを特徴とす
る。

（作用） 本発明によれば、偏光方向の異なる複数の反射手段か
らの反射光を受光手段によって受光した後、信号処理手
段によってその反射光の偏光方向の成分比を各々算出す
れば、その値によってその反射光がどの反射手段からの
ものであるかを認識することができる。従って、各反射
手段にそれぞれ特定の情報を予め対応付けておけば、各
反射手段を認識することによってこれに対応付けられた
特定の情報を把握することができ、例えば情報として移
動体の走行条件を与えておけば、移動体の位置認識だけ
ではなく、走行状態の制御も可能となる。

又、正規の反射手段からの反射光の偏光方向成分比を
全ての反射手段について一定値以上に設定しておけば、
反射光が正規の反射手段からのものであるか否かを識別
することができるため、情報の伝達が正確に行なわれ
る。

更に、本発明によれば、A/D変換器によってデジタル
化された電圧の各偏光方向成分の最大値をピークホール
ド器によってホールドし、そのホールドされた１つの偏
光方向成分比と複数の設定値とをそれぞれ比較するよう
にしたため、それぞれの比較を同一条件で行うことがで
き、又、各偏光方向に分離された反射光のそれぞれの電
圧の最大値がタイミング的に同時に発生せずズレた場合
であっても、その最大値を用いて設定値との比較を必ず
行うことができ、この結果、各種情報を正確に伝達する
ことができる。

（実施例） 以下に本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

第１図は本発明に係る遠隔情報伝達手段の構成を示す
ブロック図、第２図は信号処理回路の構成を示すブロッ
ク図である。

本実施例は無人で走行する移動体の位置検出装置に本
発明を適用したものであり、第１図において１は移動体
に搭載された位置検出装置、20は同じく移動体に搭載さ
れたコンピューター（CPU）、30は移動体の走行経路の
所定位置に設けられた反射手段たるコーナーキューブで
ある。尚、コーナーキューブ30は実際には複数設けら
れ、これの下半部は図示のようにポラライザー（偏光
板）31にて覆われている。

ところで、前記位置検出装置１は、第１図に示すよう
に、LD（レーザーダイオード）発光回路２、レーザー光
を発射するLD（レーザーダイオード）３、レーザー光を
平行光に変えるレンズ４、ミラー５、モーター６によっ
て回転駆動されるポリゴンミラー７、反射光をＰ波（縦
波）とＳ波（横波）とに分離するビームスプリッター
８、Ｐ波を反射させるミラー９、反射光のＰ波、Ｓ波を
集光するレンズ10,11、Ｐ波、Ｓ波を受光するセンサー
たるPD（フォトダイオード）12,13、PD（フォトダイオ
ード）受光回路14及び信号処理回路15を含んで構成され
ている。

又、前記信号処理回路15は、第２図に示すように、前
記PD受光回路14から出力されるＰ波、Ｓ波の各PD出力電
圧（アナログ値）をデジタル化するA/D変換器16,17、こ
れらA/D変換器16,17によってデジタル化されたPD出力電
圧の最大値をホールドするピークホールド器18,19及び
ホールドされたＰ波、Ｓ波のPD出力電圧の最大値P,Sの
値の比P/Sを演算してこの比P/Sを設定値A,B,C…に対し
て比較する比較演算回路21A,21B,21C…を含んで構成さ
れている。尚、各比較演算回路21A,21B,21C…は前記コ
ンピュータ（CPU）20に電気的に接続されており、コン
ピュータ20には移動体の操舵系を駆動するための操舵モ
ーター22及び移動体の走行系を駆動するための駆動モー
ター23が電気的に接続されている。

而して、移動体は所定の経路を走行するが、走行中に
おいては位置検出装置１によって現在位置を認識すると
ともに、前記各コーナーキューブ30…から特定の情報を
得てその走行状態を制御される。

即ち、LD発光回路２によってLD3から指向性の高いレ
ーザー光が発射されると、このレーザー光はレンズ４に
よって平行光に変えられ、平行光はミラー５を透過し、
図示矢印方向に回転しているポリゴンミラー７の表面で
反射されてコーナーキューブ30に入射する。そして、こ
のコーナーキューブ30に入射したレーザー光は、反射し
て180°方向を変え、入射方向と同方向に出射するが、
このときポラライザー31を通過することによって反射光
は所定の方向に偏光される。尚、ポラライザー31は前述
のようにコーナーキューブ30の下半部のみを覆っている
が、コーナーキューブ30のポラライザー31で覆われてい
ない上半部から入射するレーザー光は反射されて180°
方向を変えて出射し、必ずポラライザー31を通過するた
め、反射光を偏光させるにはコーナーキューブ30の半分
をポラライザー31によって覆えば十分である。そして、
このようにすれば、ポラライザー31を通過する反射光の
光量のロスを略半分に抑えることができ、後述の情報伝
達の距離を延長することができる。

而して、コーナーキューブ30のポラライザー31によっ
て偏光された反射光は、再びポリゴンミラー７の表面で
反射し、更にミラー５で反射してビームスプリッター８
に至る。このビームスプリッター８では偏光された反射
光をＰ波（縦波）とＳ波（横波）とに分離し、分離され
たＰ波はミラー９にて反射した後、レンズ10を通過する
ことによって一方のPD12に集められ、Ｓ波もレンズ11を
通過することによって他方のPD13に集められ、これらＰ
波とＳ波はPD12,13によって検知され、PD受光回路14に
よってその光の強さに比例した電圧（アナログ値）が出
力される。

PD受光回路14から出力されるＰ波、Ｓ波の光の強さに
比例する電圧は第２図に示す信号処理回路15にそれぞれ
入力され、これらはそれぞれA/D変換器16,17にてデジタ
ル化され、その値の最大値P,Sがピークホールド器18,19
によってホールドされ、その最大値P,Sは各比較演算回
路21A,21B,21C…に入力される。尚、信号処理回路15で
は、A/D変換器16,17によってデジタル化された信号が処
理されるため、信号はノイズによる悪影響を受けること
がなく、信号処理が極めて高精度になされる。

各比較演算回路21A,21B,21C…では、最大値ＰとＳと
の比P/Sを演算し、この値P/Sを設定値A,B,C…と比較す
る。例えば、演算されたP/Sの値が比較演算回路21Aにて
設定値Ａより大きい（P/S＞Ａ）と判断されれば、比較
演算回路21Aは受光した反射光は正規の反射手段である
コーナーキューブ30からのものであると判断し、その旨
の信号（受光判定信号）をコンピューター20に入力す
る。従って、正規のコーナーキューブ30以外からの反射
光を受光しても、比較演算回路21Aにてその反射光は正
規のコーナーキューブ30からのものでないと判断され
る。

ところで、移動体の走行経路に沿って設置された複数
のコーナーキューブ30…の各々についてポラライザー31
の偏光方向を変えておけば、各コーナーキューブ30につ
いて固有のP/Sの値が存在することになる。従って、各
コーナーキューブ30にそれぞれ特定の情報（本実施例で
は、移動体の走行条件）を予め対応付けておき、この対
応付けをコンピューター20に入力しておけば、コーナー
キューブ30…を識別することによって移動体はこれらコ
ーナーキューブ30…に各々対応付けられた特定の情報を
得ることができる。即ち、信号処理回路15での比較演算
回路21B,21C…において各々P/S値が設定値B,C…と比較
され、その結果がコンピューター20に入力される。する
と、コンピューター20は入力データを基に反射光がどの
コーナーキューブ30からのものであるかを判別し、その
コーナーキューブ30に対応する情報を出力する。本実施
例では、コンピューター20は情報として移動体の走行条
件を出力し、操舵モーター22及び駆動モーター23にそれ
ぞれ制御信号を出力し、これによって操舵モーター22及
び駆動モーター23にそれぞれ制御信号が入力され、これ
によって操舵モーター22及び駆動モーター23の駆動が制
御されて移動体の走行状態が制御される。尚、移動体は
位置検出装置１によって自己の位置を認識しながら走行
する。

以上のように、本実施例によれば、A/D変換器16,17に
よってデジタル化された電圧の各偏光方向成分の最大値
P,Sをピークホールド器18,19によってホールドし、その
ホールドされた１つの偏光方向成分比P/Sと複数の設定
値A,B,C…とをそれぞれ比較するようにしたため、それ
ぞれの比較を同一条件で行うことができ、又、各偏光方
向に分離された反射光（Ｐ波、Ｓ波）のそれぞれの電圧
の最大値P,Sがタイミング的に同時に発生せずズレた場
合であっても、その最大値P,Sを用いて演算された比P/S
と各設定値A,B,C…との比較を必ず行うことができ、こ
の結果、各種情報を正確に伝達することができる。

ところで、以上は本発明を特に無人移動体の位置検出
装置に適用した例について述べたが、本発明はその他任
意の装置に対して適用可能である。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明によれば、指向
性の高い光を走査しながら発射する投光手段と、該投光
手段からの入射光をこれの入射方向と同方向に反射し、
その反射を偏光することによって特定の情報を持たせる
ことができる反射手段と、偏光された反射光を少なくと
も２つの偏光方向に分離して受光する受光手段と、該受
光手段によって受光される反射光の偏光方向成分の強さ
に比例する電圧のアナログ値をデジタル化するA/D変換
器と、該A/D変換器によってデジタル化された電圧の各
偏光方向成分の最大値をホールドするピークホールド器
と、該ピークホールド器によってホールドされた電圧の
各偏光方向成分の最大値の比を演算してこれを複数の設
定値と比較する比較演算手段を有し、該比較演算手段に
よる比較結果に基づいて情報を認識する信号処理手段
と、を含んで遠隔情報伝達装置を構成したため、偏光を
用いて各種の情報を正確に伝達することができるという
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る遠隔情報伝達手段の構成を示すブ
ロック図、第２図は信号処理回路の構成を示すブロック
図である。 １……位置検出装置、２……LD発光回路、３……LD、８
……ビームスプリッター、12,13……PD、14……PD受光
回路、15……信号処理回路、16,17……A/D変換器、18,1
9……ピークホールド器、20……コンピューター、21A,2
1B,21C……比較演算回路、30……コーナーキューブ、31
……ポラライザー。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】指向性の高い光を走査しながら発射する投
   光手段と、 該投光手段からの入射光をこれの入射方向と同方向に反
   射し、その反射を偏光することによって特定の情報を持
   たせることができる反射手段と、 偏光された反射光を少なくとも２つの偏光方向に分離し
   て受光する受光手段と、 該受光手段によって受光される反射光の偏光方向成分の
   強さに比例する電圧のアナログ値をデジタル化するA/D
   変換器と、該A/D変換器によってデジタル化された電圧
   の各偏光方向成分の最大値をホールドするピークホール
   ド器と、該ピークホールド器によってホールドされた電
   圧の各偏光方向成分の最大値の比を演算してこれを複数
   の設定値と比較する比較演算手段を有し、該比較演算手
   段による比較結果に基づいて情報を認識する信号処理手
   段と、 を含んで構成されることを特徴とする遠隔情報伝達装
   置。